Основные источники ионизирующих излучений

По происхождению источники ИИ подразделяются на естественные и искусственные. В промышленно развитых странах от естественных источ­ников население получает около 2/3 суммарной дозы облучения. Меди­цинские процедуры (лучевая диагностика и лучевая терапия) обусловли­вают около трети этой дозы, а вклад в нее атомной энергетики, других мирных форм применения источников ИИ и испытаний ядерного ору­жия пренебрежимо мал.

Совокупность потоков ИИ, происходящих из естественных источни­ков, называется природным радиационным фоном Земли. Согласно со­временным представлениям, последний играет важную роль в качестве движущей силы изменчивости биологических видов, а также одного из факторов поддержания неспецифической резистентности организма.

Извне на организм воздействует в основном у-излучение, источником которого преимущественно являются радиоактивные вещества, присут­ствующие в земной коре. В каменных зданиях интенсивность внешнего у-облучения в несколько раз ниже, чем на открытой местности, что объяс­няется экранирующими свойствами конструкционных материалов. Ис­пользуя специальные приемы экранирования, удается практически пол­ностью устранить внешнее у-облучение организма. По мере увеличения высоты над поверхностью моря роль земных источников внешнего облу­чения уменьшается. При этом возрастает космическая составляющая природного радиационного фона.

Большинство естественных источников ИИ таковы, что избежать их излучения невозможно: это радиоактивные вещества, входящие в состав организма. Их вклад в суммарную дозу от естественных источников со­ставляет около 2/3.

Искусственные (техногенные) источники ИИ включают в себя рент­геновские трубки, ускорители заряженных частиц, а также устройства, содержащие радионуклиды. Последняя группа подразделяется на откры­тые (имеющие непосредственный контакт с атмосферой) и закрытые (заключенные в герметичную оболочку) источники ИИ. Как правило, за­крытые источники ИИ используют с целью внешнего лучевого воздейст­вия на объекты. Они являются конструктивными элементами у-терапевтических установок, дефектоскопов, атомных реакторов, а также некото­рых дозиметрических и радиометрических приборов.

Источниками слабого рентгеновского излучения могут служить ра­диолампы и электронно-лучевые трубки, широко представленные в про­изводственной и бытовой технике. Однако в штатных условиях эксплуа­тации интенсивность лучевого воздействия на человека со стороны этих устройств не выходит за основные дозовые пределы, регламентируемые нормами радиационной безопасности.

Основной вклад в дозу, получаемую человеком от искусственных ис­точников ИИ, в настоящее время вносят лечебные и диагностические процедуры. В экономически развитых странах дозы облучения населения с медицин­скими целями втрое выше, чем в мире в среднем.

Ориентировочные значения поглощенной дозы излучения при некоторых медицинских процедурах

Медицинская процедура	Доза излучения, сГр
Рентгенография грудной клетки	1
Флюорография грудной клетки	5
Рентгеноскопия грудной клетки	5-10
Рентгеноскопия брюшной полости	10-20
Лечение злокачественных опухолей	2000-10 000

Источники ИИ, наиболее актуальные в военное время. В случае приме­нения ядерного оружия или крупномасштабных аварий на объектах ядер­ной энергетики ожидается многократное возрастание интенсивности лу­чевых воздействий на организм. Основными радиационными факторами ядерного взрыва являются проникающая радиация и радиоактивное зара­жение местности (РЗМ).

РАДИОНУКЛИДЫ КАК ИСТОЧНИК РАДИАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ

Радиоактивность.

Параметры радиоактивного распада

Свойство самопроизвольного испускания некоторыми элементами ИИ называется радиоактивностью. Радиоактивные свойства впервые обнару­жены А. Беккерелем у урана в 1896 г. После того как в 1934 г. Ирен и Фредерик Жолио-Кюри открыли искусственную радиоактивность, были не только получены радиоактивные изотопы всех без исключения элемен­тов, но и заполнены свободные до того времени клетки в периодической системе Менделеева. В 40-х гг. XX в. удалось получить элементы с атом­ными номерами, превышающими 92 («трансурановые элементы»). Ра­диоактивность присуща также и нейтронам: за 11 мин один из двух сво­бодных нейтронов превращается в протон, испуская при этом электрон.

Установлено, что источником ИИ, испускаемых радиоизотопами, служат внутриядерные перестройки, сопровождающиеся распадом атом­ного ядра и образованием нового химического элемента. Химические элементы, имеющие атомные ядра, подверженные самопроизвольному радиоактивному распаду, получили название радионуклидов.

Радиоактивный распад вызывает непрерывное уменьшение числа ато­мов радиоактивного элемента. Интервал времени, в течение которого распадается половина атомов радионуклида, называется периодом полу­распада. Зная эту величину, можно рассчитать число нераспавшихся ато­мов радионуклида в любой момент времени t:

N=N₀ «2-"^т,

где N — число атомов в момент t; N₀ — начальное число атомов; Т — период полураспада.

Период полураспада является одной из основных характеристик ра­диоактивного вещества, поскольку его величина строго постоянна и не зависит от условий внешней среды. Если период полураспада измеряется секундами — часами, говорят о короткоживущих радионуклидах, если годами — о долгоживущих радионуклидах. Период полураспада основного природного изотопа урана — ²³⁸U — составляет 4,5 млрд лет. Медицин­ское значение скорости радиоактивного распада состоит в том, что при равном количестве радиоактивных веществ, поступивших в организм или загрязнивших кожные покровы, более длительное облучение (а следова­тельно, и более высокую дозу облучения) обусловит то из них, которое содержит радионуклид с большим периодом полураспада.

По характеру испускаемых ИИ радионуклиды делят на а- и ^-излуча­тели. Наряду с этими корпускулами, некоторые радионуклиды излучают также у-кванты. Характер излучения весьма важен для обнаружения ра­дионуклидов во внешней среде и в организме. у-Лучи легко проникают наружу из толщи тел, содержащих радиоактивные вещества. Поэтому на­личие у-составляющей ИИ радионуклидов способствует их выявлению и измерению их количества.